二硫化钼/石墨烯复合电极的制备及其电化学储钠性能研究

发布时间：2021-06-22 06:22

　　二硫化钼（MoS₂）是一种稳定、安全、廉价的钠离子电池负极材料,但是二硫化钼的本征电导率较低,限制了钠离子电池的比容量和倍率性能。利用一步水热法制备了二硫化钼和还原石墨烯（MoS₂/RGO）复合体系,并用于钠离子电池负极材料中。还原石墨烯不仅能增强复合材料的导电性,而且能够提高MoS₂的结构稳定性,从而提升钠离子电池的比容量和循环稳定性。电化学测试结果表明,在1 A/g的电流密度下循环250次后,MoS₂/RGO复合电极的比容量仍然高达509 m A·h/g。 

【文章来源】：现代化工. 2020,40(04)北大核心CSCD

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【部分图文】：

MoS2/RGO复合电极材料电镜及元素分布图

由图2(a)可以看出，MoS2和MoS2/RGO复合电极材料中均能观察到六方晶系2H型MoS2(P63/mmc空间群，JCPDS 37-1492)的衍射峰:13.8°(0 02)、33.5°(1 0 0)、39.8°(1 0 3)和58.6°(1 1 0)[17]。与单独的MoS2样品衍射结果不同的是，在MoS2/RGO复合材料中可以看到还原石墨烯位于25.7°的衍射峰，层间距为0.35 nm，对应于石墨的(0 0 2)晶面。由图2(b)中可以看出，2个样品都展示了2个明显的峰(377 cm-1和403 cm-1)，分别代表着MoS2中Mo原子和2个S原子的E2 g"振动模式以及平面内S原子沿着c轴方向的A1 g振动模式[18]，对于MoS2/RGO样品，2个位于1 342 cm-1和1 580 cm-1典型的振动峰则归属于还原石墨烯的D峰和G峰。从图2(c)中可以看到，MoS2和MoS2/RGO样品的氮气吸附等温线中，MoS2/RGO的比表面积达到了128 m2/g，远远高于单独的MoS2(17 m2/g)。此外，从图2(d)中能够观察到MoS2/RGO样品有2个主要的介孔孔径分布(2.4 nm和5.8 nm)，比单独的MoS2样品分布要更加集中。大的比表面积和丰富的介孔非常有利于电解液离子更加充分地接触电极材料，并且为钠离子和电极材料的法拉第反应提供大量的活性位点，进而提升钠离子电池的电化学性能。MoS2/RGO复合电极材料的X射线光电子能谱图如图3所示。

X射线光电子能谱测试证实了MoS2/RGO复合电极材料含有S、Mo和C元素。从图3(a)中可以看出，左侧中位于161.8 eV和162.8 eV的2个峰分别对应S 2p3/2和S 2p1/2的键能，来源于MoS2中的S2-;右侧中位于228.8 eV和231.9 eV的2个峰则属于Mo 3d5/2和Mo 3d3/2，归因于MoS2中的Mo4+[19]。从图3(b)中可以观察到1个很尖锐的峰，位于284.5 eV，这是C 1s的键能，表明水热复合了MoS2以后，石墨烯仍然保留着很高的质量。2.2 MoS2/RGO复合电极材料的储钠性能


本文编号：3242310